基于幼兒STEM教師專業素養內涵論學前教育專業幼兒STEM教師素養培養

王藝靜 羅罕淑 陳明珠

文/廣東交通職業技術學院

STEM教育是建構主義學習理論產物，由Science、Technology、Engineering 和Mathematics首字母縮寫構成。STEM教育作為科技創新教育的有效形態，倡導多學科融合、注重創新精神和實踐能力培養引起世界各國普遍關注。2007年7月21日，美國全國州長協會提出STEM教育和K-12的銜接問題。2014年又提出“STEM國家人才培育策略”，包括培訓STEM優秀教師，建立STEM專家教師團隊等。2018年美國白宮繼續發布STEM教育五年計劃——“北極星計劃”，明確指出要為未來的STEM人力資源做好準備。英國也在將STEM寫入政府文件的同時，加強STEM教師隊伍建設，通過學徒制培養新型STEM人才。德國則從學前教育階段就開始促進兒童科學素養的培養，支持青少年科學競賽活動，鼓勵開展校園和企業實驗室項目，鼓勵更多女性青少年投身相關專業。

我國目前已進入中高收入國家行列，社會經濟轉型發展對人才質量、人才結構都提出更高要求，2016年發布的《中國學生發展核心素養》總體框架，提出我們要培養在未來社會具有核心競爭力的人才。STEM教育作為科教興國的新突破點，對推動教育創新，改革人才培養模式，加強創新人才和高技能人才培養，促進社會經濟轉型具有獨特而重要的作用。2017年，《義務教育小學科學課程標準》倡導STEM教育和跨學科學習方式。2018年，STEAM、STEM和STEM+教育出現在高中多個學科課程標準中，這意味著STEM教育已正式融入我國國家課程體系。但是STEM教育若在學校實施面臨的最大瓶頸是師資問題，現有教師不能勝任STEM教育教學，理念更新不到位，驅動力不足，專業教師或有相關能力的教師數量嚴重不足等都是不容忽視地問題。因此如何培養開展STEM教育活動的師資成為我們考慮的首要問題。我校以學前教育專業學生為研究對象，從提高幼兒教師STEM教學能力角度出發，通過實踐教學提高幼兒教師STEM教學能力的研究，力求在探索中為培養幼兒STEM教師提供有價值的信息。

一、幼兒STEM教師專業素養培養

現階段前人研究提出關于學前教育專業幼兒STEM教師專業素養內涵主要指以下幾個方面：①把握STEM教育內涵，有效挖掘教學因素；②掌握S.T.E.M四類學科知識；③能獨立完成工程設計作品，在此內涵基礎上我們對學前教育專業幼兒STEM教師專業素養的培養結合幼兒園實際情況，在職前訓練中重點聚焦以下幾方面。

1.問題導向，通過好的問題設置促進良好師幼互動，把握內涵

把握STEM教育內涵，有效挖掘教學因素是指STEM教育強調的是培養幼兒自主探究的精神、問題解決的能力及思維方式，讓幼兒嘗試不同的想法，在不斷試錯中發現問題，分析問題和解決問題，注重的是學習的過程，而不是結果。課程論中指出低結構化的提問能更好地引發幼兒思考、發現問題、分析問題與解決問題，因此在對我校學生的職前培養中我們重在培養學生發現問題，找出關鍵問題，并根據問題設置有效提問、追問。但只有好的問題只是起點，良好的師幼互動才是將問題落實的有效保障。一個好的師幼互動是通過一系列有目的有計劃有層次的好問題層層推進，完成“接發球”的不斷回合。例如，我們在開展探索光的活動時，就會引導學生從簡單的問題設置如“在夜晚我們靠什么照明？”逐漸深入到“光是如何進行傳播的？”“相同的光照射在不同材質上效果會一樣嗎？”這類問題，不僅需要學生思考，有些甚至還需要他們動手進行實踐探索，在回答后通過實踐檢驗再次得出結論，找到答案。這樣既有了好問題又隨著問題自然而然有了教學環節、教學具和教學思路與安排等。因此在培養職前幼兒教師時我們會特別強調活動過程中學生關于實現目標的問題設置，以及在教學過程中如何使幼兒在輕松愉快的師幼互動中完成活動，落實這些問題，實現活動本身目標的同時也完成探索、思考、解決問題等隱性目標，做到把握STEM教育內涵，有效挖掘教學因素。

2.過程導向，通過好的備課方式與習慣形成有效的教案，掌握知識

根據課程論中對課程的分類我們知道根據課程內容屬性不同，我們可以將課程分為分科課程與活動課程，而STEM活動既不是完全的分科課程，也不是完全的活動課程，它是一個二者結合的綜合課程。因此，我們在培養學生時結合課程理論，從學生備課入手，幫助形成完整的備課思路和習慣，既兼顧分科課程中培養的目標也兼顧活動課程中兒童的興趣、需要和能力，力求做到專業素養中“掌握S.T.E.M四類學科知識”“能獨立完成工程設計作品”的要求。基于這一內涵的定位在設計活動時就需要通過明確任務的方式幫助學生不遺漏目標、內容、方法、形式、評價等幼兒園課程要素，以保證活動設計的完整性。同時要做到掌握知識，獨立完成作品，我們就必須在實踐中引導學生學會備課，時刻記住備課不僅是備教材，更是備學生和備教師，這樣不斷地強調與強化讓學生在潛移默化中形成一種備課思維，做到組織活動前主動豐富自己的知識，檢驗組織活動過程中可能出現的各種環節和實驗，主動探索。

3.沉浸體驗，通過情境創設與運用提高解決問題能力，輕松教學

“能進行STEM 學科知識整合，開展項目式教學”。基于項目的學習為幼兒提供真實情境中需要解決的諸多問題的集合，將知識蘊含于情境化的真實問題中，強調調動幼兒主動積極地利用各學科的相關知識設計解決方案，提高幼兒解決實際問題的能力。在這個內涵闡述中反復出現的詞就是“情境”。因此，在我校日常教學中，我們主要通過在教學過程中創設情境、運用情境從而讓學生們耳濡目染，再通過練習創設情境、運用情境的方式去實踐已達到更好地了解項目中的知識，并善于將情境中的問題加以利用設置成能推動活動向前發展的環節或內容。例如在開展風箏制作活動時，我們會在最后創設試飛情境，并給出一定的實驗記錄表，幫助學生去體驗情境，發現問題從而改進并再次進行知識整合。這種通過日常教學創設情境、運用情境的方法可以在很大程度上幫助學生進行STEM學科知識整合，并在沉浸式的學習體驗中去思考，便于有效開展項目式教學，并將這種沉浸式體驗，輔以情境的項目式教學帶給小朋友，這不僅讓教學變得簡單，也更加符合幼兒園階段小朋友的心理發展特點。

表1 風箏飛行試驗記錄表

4.專業解讀，通過政策法規的學習與理解不斷培養科學意識，傳遞精神

“具備科學意識，身體力行地傳遞科學精神”是指STEM教育非常強調幼兒的思維習慣。特別是對幼兒來說，STEM教育不是要求幼兒掌握多少科學、數學知識與技術技能，而更多的是幫幼兒養成一種思維習慣。教師應尊重每個孩子想法，并提供機會去幫助驗證其想法，培養好奇心。在對學前教育基本政策法規的深入學習中，不斷強調和樹立學生的科學意識，以此實現幼兒STEM教師專業素養，身體力行傳遞科學精神。

二、幼兒STEM教師課程思維培養策略

STEM教育對師資的要求是相對高而全面的，我們在對師資進行職前培養時必須考慮和面對這一問題，因此我們除了從幼兒STEM教師內涵培養入手外，也會從幼兒STEM教師課程思維培養入手，雙管齊下，盡量滿足和提高師資水平以初步滿足幼兒園STEM活動的開展與需求。

1.團隊協作

用維果斯基的最近發展區理論解釋，我們在教學中需要創設符合學生現階段水平又能在一定努力下達到新水平的內容。因此讓學生形成團隊去分組協作完成，情況就會容易有較好的效果。首先分組合作完成任務能讓他們在有伙伴的情況下更自信，更愿意去做，同時從心理上降低任務難度，減輕任務壓力，這樣可將學生更多的精力投入到任務和內容中。其次，這樣的形式有利于學生在職后工作中更快適應現實工作環境，滿足幼兒園實際工作中一個班級多位老師合作完成任務的現狀。為了使學生職前職后得到有效銜接，在職前培養師資時我校就為學生提供如表2的團隊協作的工具——頭腦風暴，這樣在職前的學習中掌握和習慣的課程思維就會自然在職后延用，發揮作用。

表2 頭腦風暴記錄表

2.創新思維

STEM教育中必不可少的是創新思維，創新對于探索、思考、解決問題都起著至關重要的作用。在高職的人才培養中創新思維已經是列入課程體系的重要課程之一，為了更好貼近學生實際我們特別選擇了美國教育管理者羅伯特·艾伯爾于1971年提出的SCAMPER綜合性思維策略。這能引導學生提出問題，激發創新思維，并使得團隊的協作不斷優化，迸發出更多火花，也便于在多課程間滲透。

表3 SCAMPER綜合性思維策略記錄表

3.設計思維

設計思維是一種思維方式，具有特定的步驟，這樣即使每個人對設計思維理解不同也能嚴格按照設計思維所描述的步驟去做，結論都可能是不一樣的。我們結合學前教育專業特點對學生進行職前設計思維培養，幫助形成良好的思維習慣，掌握思維方法，從而較高效的實現STEM教育活動設計與實施。

換位思考。要想很好地做到這一點就需要學生學會觀察、溝通和體驗，這一點要求和學前教育專業的專業要求緊密相連。在學前教育專業的日常工作操作中我們也需要去觀察兒童，了解兒童，結合兒童需求與興趣開展活動，因此換位思考本身就是學前教育專業的一個重要素養，這恰好是我們形成設計思維的第一步，令人非常開心。

圖1 設計思維模型

圖2 工程思維流程圖

呈現問題。在了解了教學對象和教學內容后，寫出一個“問題陳述”來闡述一個思路或設計點，這就將我們在之前對備課思維的培養和對活動設計的培養巧妙地結合在一起。

頭腦風暴。盡可能多的去想解決方案，將對象和內容在頭腦風暴中擴展，再在條件下將項目簡化為一個具體的方法去解決實施。

解決方案。用最短的時間、最低的成本做出解決方案，這一點在思想上符合幼兒園利用廢舊材料，環保創新的理念。想要做好需要發揮團隊協作地作用，發揮每個人地長處，同時做方案的過程還要考慮經費開支、材料選擇、方案地合理性等等，這些思考的內容都會幫助學生更好的形成最終需要去實踐地STEM活動方案。

驗證完善。通過測試、驗證、實驗初步方案中地模型或環節去檢驗這個方案是否是最佳方案，這樣可以在實踐中幫助學生實現幼兒STEM教師專業素養內涵中地要求，并在檢測完成后再完善設計。

4.工程思維

每個STEM活動學生都需要在有限地時間內接受并完成來自不同學科、不同領域地各種挑戰，挑戰結果通常也是帶有本小組特色的作品。為了培養學生能夠快速、有效地完成STEM任務，我們制作了工程思維流程圖，讓學生無論是拿到怎樣的任務與內容，都能夠按著工程流程，對照工程思維流程圖開展團隊協作，進行頭腦風暴，找出問題，去創新，去實踐。同時在結合流程圖完成地過程中不斷練習、磨合，學會分工合作、團隊協作、不斷嘗試、溝通交流、考慮全面、把握時間、控制成本等，不斷完善作品，提升能力。

三、結語

科技關心明天的事，教育關心后天的事，科教興國是眼下正在全力推進的事。正是在這樣的改革要求與時代發展大背景下，幼兒STEM教師培養更是刻不容緩。促進教育發展關鍵是教育隊伍建設，幼兒STEM教師職前職后一體化培養希望實現幼兒教師不僅能傳授科學技術知識、掌握基本科學方法，更是要引導孩子們講科學、愛科學、學科學、用科學，勤于思考，樹立科學思想、崇尚科學精神，培養善于發現和解決問題的能力，以此為我國實現中華民族偉大復興目標，建設世界科技強國添磚加瓦。